KR20100081905A - 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법 - Google Patents

Abstract

무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법은 주파수 영역에서 레인징 시그널(ranging signal)의 위치를 지시하는 인덱스(index)를 이용하며, 상기 인덱스는 상기 레인징 시그널을 전송하기 위하여 서브밴드(subband)와 관련있는 PRU(physical resource unit)들의 개수로 구성되는 단계, 및 상기 구성된 인덱스를 이용하여 상기 레인징 시그널을 전송하는 단계를 포함한다. 주파수 영역에서 제어채널의 위치를 알리기 위한 제어채널 정보의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법{Method of control signaling in wireless communication system}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 제어정보의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있는 제어 시그널링 방법에 관한 것이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(broadband wireless access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelssMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelssMAN-SC' 외에'WirelssMAN-OFDM'과 'WirelssMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1(이하, IEEE 802.16e)이 2005년에 완료되었다.

현재, IEEE 802.16e를 기반으로 새로운 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m에 대한 표준화가 진행되고 있다. IEEE 802.16e 시스템은 하향링크(downlink; DL)와 상향링크(uplink; UP)가 시간적으로 구분되는 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 반면, IEEE 802.16m 시스템에서는 TDD 방식뿐만 아니라 하향링크와 상향링크가 주파수적으로 구분되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식도 도입될 예정이다. 뿐만 아니라, IEEE 802.16m 시스템의 프레임을 설계함에 있어서, 전송률 향상을 위하여 대역폭의 확장, CP(cyclic prefix) 크기의 다양화, 프레임을 다수의 서브프레임으로 구분한 서브프레임 단위의 전송, 다중셀에서의 자원맵핑 등이 고려되고 있다.

다중셀에서의 자원맵핑은 물리적 자원유닛(physical resource unit; PRU)을 주파수 영역에서 연속적 자원유닛(contiguous resource unit; CRU) 및 분산적 자원유닛(distributed resource unit; DRU)으로 맵핑하고, CRU 및 DRU를 하나 이상의 주파수 구획(frequency partition)으로 구분하여 셀(또는 섹터) 특정 자원으로 할당하는 방식이다. 전체 PRU들에서 연속하는 4개의 PRU 단위를 서브밴드(subband)라 하며, 서브밴드 단위로 CRU들을 구성하게 된다. 즉, CRU 및 DRU로 나누는 서브밴드 파티셔닝(subband partitioning)이 실행된 후, 주파수 영역에서 물리적으로 연속되는 무선자원의 기본 크기는 1 서브밴드가 된다.

일반적으로, 기지국에서 단말 또는 단말에서 기지국으로 주기적 또는 사건 발생적으로 제어신호가 전송된다. 제어신호는 기지국과 단말 간의 통신을 위한 신호로서 사용자 데이터를 포함하지 않는 제어정보를 의미한다. 기지국과 단말 간의 제어신호의 교환을 제어 시그널링이라 한다. 제어신호는 정해진 제어채널을 통하여 전송되는데, 제어채널은 제어신호의 종류에 따라 주파수 영역에서 정해진 무선자원을 차지한다. 제어채널의 주파수 영역에서의 위치, 크기 등에 대한 제어채널 정보가 단말에게 제공되어야 한다.

IEEE 802.16m 시스템에서 자원맵핑의 기본단위로 PRU가 사용되므로, 제어채널 정보는 PRU 인덱스로 표현될 수 있다. 제어채널 정보가 PRU 인덱스로 표현되는 경우에는 다양한 종류의 제어채널이 주파수 영역에서 PRU 단위로 유연하게 할당될 수 있으나, 제어채널 정보로 전체 PRU 인덱스만큼의 비트수가 사용되어야 하므로 제어채널 정보의 전송으로 인한 오버헤드가 크게 발생한다.

따라서, 제어채널 정보의 전송으로 인하여 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있는 제어 시그널링 방법이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제어채널 정보의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있는 제어 시그널링 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법은 주파수 영역에서 레인징 시그널(ranging signal)의 위치를 지시하는 인덱스(index)를 이용하며, 상기 인덱스는 상기 레인징 시그널을 전송하기 위하여 서브밴드(subband)와 관련있는 PRU(physical resource unit)들의 개수로 구성되는 단계, 및 상기 구성된 인덱스를 이용하여 상기 레인징 시그널을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법은 시스템의 대역폭에 포함되는 전체 또는 일부 PRU들은 주파수 영역으로 복수의 PRU들을 포함하는 PRU 그룹들로 그룹화되고, 각 PRU 그룹에 시그널링 인덱스를 부여하는 단계, 및 상기 PRU 그룹들 중에서 제어신호를 전송하기 위한 제어채널이 할당되는 PRU 그룹의 시그널링 인덱스를 전송하는 단계를 포함한다.

주파수 영역에서 제어채널의 위치를 알리기 위한 제어채널 정보의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16e (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 전송을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 전송을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들을 구현하여, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 제어 시그널링 방식에 따라 제어신호를 처리한다.

메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알 려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 송신 및/또는 수신한다.

도 3은 프레임 구조의 일예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 슈퍼프레임(Superframe, SU)은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임의 가장 앞서 배치될 수 있으며, 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이 셀 내의 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어정보를 전송하기 위하여 사용되는 채널이다.

하나의 프레임은 다수의 서브프레임(Subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 서브프레임은 6 또는 7개의 OFDMA 심볼로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 프레임에는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 시간영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프 레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.

서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition)을 포함한다. 주파수 구획은 적어도 하나의 물리적 자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)으로 구성된다. 주파수 구획은 연속적(Contiguous/localized) PRU 및/또는 분산적(Distributed/non-contiguous) PRU를 포함할 수 있다. 주파수 구획은 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR) 또는 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Services, MBS)와 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.

PRU는 복수개의 물리적으로 연속적인 OFDMA 심볼과 복수개의 물리적으로 연속적인 부반송파를 포함하는 자원할당을 위한 기본적인 물리적 유닛으로 정의된다. PRU에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDMA 심볼로 정의될 수 있다. 논리적 자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)은 분산적(distributed) 자원할당 및 연속적(contiguous) 자원할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수개의 OFDMA 심볼과 복수개의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.

분산 자원유닛(Distributed Resource Unit, DRU)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DRU는 하나의 주파수 구획 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. DRU에서 분산된 각 부반송파 그룹을 형성하는 최소의 물리적으로 연속된 부반송파 단위는 하나 이상의 부반송파가 될 수 있다.

연속 자원유닛(Contiguous Resource Unit or Localized Resource Unit, CRU)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. CRU 및 DRU는 주파수 영역에서 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 지원될 수 있다.

도 4는 물리적 자원유닛의 맵핑의 일예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 시스템의 대역폭에서 사용되는 전체 부반송파는 PRU들을 구성한다. 하나의 PRU는 주파수 영역에서 18 부반송파를 포함하고 시간 영역에서 6 OFDMA 심볼 또는 7 OFDMA 심볼로 구성될 수 있다. PRU에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 서브프레임의 유형에 의존한다. 서브프레임의 유형에는 6 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-1 및 7 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-2가 있으나, 이에 제한되지 않으며 5 OFDMA 심볼, 9 OFDMA 심볼 등 다양한 수의 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형이 정의될 수 있다.

PRU들은 미리 정해진 PRU 파티셔닝(PRU partitioning) 방법에 따라서 서브밴드(subband) 및 미니밴드(miniband)로 나누어진다(S110). 서브밴드는 주파수 영역 에서 연속하는 PRU의 단위 또는 CRU를 형성하는 최소단위를 의미한다. 서브밴드의 주파수 영역의 크기는 4 PRU가 될 수 있다. 미니밴드는 분산되는 PRU의 단위 또는 DRU를 형성하는 단위를 의미한다. 미니밴드의 주파수 영역의 크기는 1 PRU 또는 PRU의 정수배가 될 수 있다. 전체 PRU들은 서브밴드의 크기인 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당될 수 있다. 서브밴드에 속하는 PRU를 PRU_SB라 하고 미니밴드에 속하는 PRU를 PRU_MB라 한다. 전체 PRU의 수는 PRU_SB의 수와 PRU_MB의 수의 합과 같다. 서브밴드의 PRU_SB 및 미니밴드의 PRU_MB는 재배열된다(reordered). 서브밴드의 PRU_SB는 0에서 (PRU_SB의 수-1)까지 넘버링(numbering)되고, 미니밴드의 PRU_MB는 0에서 (PRU_MB의 수-1)까지 넘버링된다.

미니밴드의 PRU_MB는 각 주파수 구획에서 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 보장할 수 있도록 주파수 영역에서 뒤섞기 위해서 미니밴드 퍼뮤테이션(miniband permutation)된다(S120). 즉, 넘버링된 PRU_MB는 미리 정해진 퍼뮤테이션(또는 맵핑 규칙)에 따라 섞여서 PPRU_MB (permuted-PRU_MB)이 된다.

이후, PRU_SB 및 PRU_MB는 하나 이상의 주파수 구획으로 할당된다. 주파수 구획별로 CRU/DRU의 할당, 섹터 특정 퍼뮤테이션, 부반송파 퍼뮤테이션 등의 셀 특정 자원맵핑 과정이 수행된다.

이제, 주파수 영역에서 제어채널의 위치를 알리기 위한 제어채널 정보의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있는 제어 시그널링 방법에 대하여 설명한다. 이하, 제어 시그널링은 주파수 영역에서 제어채널의 위치(시작, 끝, 중간 또는 특정 PRU 위치)를 알리기 위한 시그널링을 의미한다. 제안하는 제어 시그널링 방법은 여러 가지 제어채널에 대하여 적용될 수 있으며, 제어채널의 구조, 제어신호의 코드의 유형이나 종류에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제안하는 제어 시그널링 방법은 레인징 채널(ranging channel), 사운딩 채널(sounding channel), 브로드캐스트 채널(broadcast channel), 프리앰블(preamble), 미드앰블(midamble), 페이징 채널(paging channel) 등 다양한 채널을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 제어채널이 주파수 영역에서 연속하는 국부적 주파수 밴드(localized frequency band)를 사용하는 것으로 설명하나, 이는 제한이 아니며 제어채널은 정해진 순열(permutation) 방식에 따라 분산적 주파수 밴드(distributed frequency band)를 사용할 수 있다. 또한, 제안하는 제어 시그널링 방법은 시스템 대역폭의 중간에 위치하는 DC 부반송파의 위치 및 크기(spacing)에 제한되지 않는다. 따라서 DC 부반송파의 펑처링(puncturing) 혹은 쉬프팅 (shifting)에 대한 언급 없이 설명한다.

이하, 설명의 편의를 위하여 레인징 채널을 예로 들어 설명하지만, 제어채널은 레인징 채널에 제한되지 않는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어정보 전송방법을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 기지국은 단말에게 레인징 채널 정보를 전송한다(S210). 레인징 채널 정보는 브로드캐스트(broadcast) 채널을 통하여 전송될 수 있다. 레인 징 채널 정보는 주파수 영역에서 레인징 채널의 위치를 지시하는 제어채널 정보이다. 레인징 채널의 물리적 크기는 일정하게 정해져 있을 수 있으며, 이때 레인징 채널 정보는 레인징 채널의 위치만을 지시할 수 있다. 한편, 레인징 채널의 물리적 크기가 일정하지 않거나 다수의 레인징 채널이 할당될 경우에는 레인징 채널 정보는 레인징 채널의 위치(예를 들어, 레인징 채널의 가장 낮은 주파수 위치 그리고/혹은 레인징 채널의 가장 빠른 시간 위치 등)와 함께 레인징 채널의 주파수 영역 및/또는 시간 영역의 크기를 지시할 수 있다. 일반적으로 제어신호의 종류에 따라 제어채널의 크기가 일정하게 정해져 있으므로, 제어채널 정보는 주파수 영역에서의 위치를 지시하여 특정 제어채널을 지시할 수 있다. 이하에서는 레인징 채널의 물리적 크기는 일정하게 정해져 있는 것으로 가정하여 설명한다.

레인징 채널의 주파수 영역의 위치는 (1) PRU 인덱스 또는 (2) 시그널링 인덱스로 지시될 수 있다. 레인징 채널의 위치가 PRU 인덱스로 지시되는 경우, 레인징 채널 정보로 전체 PRU 인덱스만큼의 비트수가 사용되어야 하므로 오버헤드가 크게 발생할 수 있다. 시그널링 인덱스는 주파수 영역에서 제어채널의 위치를 지시하기 위한 인덱스이다. 시그널링 인덱스는 주파수 영역에서 제어신호가 전송되는 하나의 제어채널의 위치 또는 제어신호가 전송될 수 있는 복수의 제어채널의 위치를 지시할 수 있다. 주파수 영역에서 레인징 채널의 위치는 레인징 채널의 시작 위치(또는 끝 위치 또는 레인징 채널에 포함되는 특정 PRU)로 지시될 수 있다. 시그널링 인덱스는 레인징 코드를 전송하기 위한 PRU의 개수 단위로 부여될 수 있다. PRU 단위의 N배 단위로 시그널링 인덱스가 부여될 수 있다(N>0인 정수). 예를 들어, 시그 널링 인덱스는 미니밴드 단위, 서브밴드 단위 또는 제어채널의 기본 대역폭 단위로 부여될 수 있다. 시그널링 인덱스가 PRU 단위 이상의 단위로 부여되면, PRU 인덱스로 레인징 채널의 주파수 영역의 위치가 지시되는 것보다 적은 오버헤드로 레인징 채널의 주파수 영역의 위치가 지시될 수 있다. 단말은 시그널링 인덱스를 수신하여 레인징 코드(ranging code)를 전송할 레인징 채널의 주파수 영역의 위치를 알 수 있다.

단말은 레인징 채널을 통하여 레인징 코드를 전송한다(S220). 레인징 코드는 레인징의 목적 또는 모드(mode)에 따라 미리 정해진 특정 코드들 중에서 단말에 의해 임의로 선택되어 전송될 수 있다. 레인징 코드의 유형이나 종류는 제한되지 않는다.

여기서, IEEE 802.16e 시스템의 레인징 모드 및 레인징 코드에 대하여 설명한다. 이는 제안하는 제어 시그널링 방식에도 적용될 수 있으며, 제안하는 제어 시그널링 방식은 레인징 모드 및 레인징 코드에 제한되지 않는다.

레인징 모드에는 초기 레인징(initial ranging)/핸드오버 레인징(handover ranging), 주기적 레인징(periodic ranging)/대역폭 요구 레인징(bandwidth request ranging) 등이 있다. 초기 레인징/핸드오버 레인징은 단말이 기지국/타겟기지국과의 초기 접속시에 기지국에 등록하고 정확한 타이밍 오프셋(timing offset)을 얻고 초기 전송전력을 조정하는 과정이다. 주기적 레인징은 단말이 초기 레인징 이후에 상향링크 타이밍 오프셋과 수신신호 강도를 주기적으로 추적(track)하는 과정이고, 대역폭 요구 레인징은 단말이 기지국과의 데이터 전송을 위하여 대 역폭을 요구하는 과정이다.

레인징 코드는 PRBS(pseudo-random bit sequence) 생성기에 의해 생성될 수 있다. PRBS 생성기는 다항식(polynomal) 코드 생성식 1+X¹+X⁴+X⁷+X¹⁵를 이용하여 144 비트 길이의 256개의 직교 코드를 생성할 수 있다. PRBS 생성기를 통하여 생성되는 256개의 직교 코드는 목적에 따라 초기 레인징, 핸드오버 레인징, 주기적 레인징, 대역폭 요구 레인징 용으로 나뉘어 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 셀에서 사용되는 코드의 시작은 S로써 시그널링될 수 있으며, 처음 S개 이후부터 N개의 코드는 초기 레인징 용으로 사용되고, 이어서 M개의 코드는 주기적 레인징 용으로 사용되고, 이어서 L개의 코드는 대역폭 요구 레인징 용으로 사용되며, 이어서 O개의 코드는 핸드오버 레인징 용으로 사용될 수 있다(S, N, M, L, O >=0인 정수). S는 'Start of ranging codes group', N은 'Initial ranging codes', M은 'Periodic ranging codes', L은 'Bandwidth request codes', O는 'handover ranging codes'로 각 변수는 0에서 255까지의 수를 가질 수 있다. 릴레이 스테이션(relay station, RS)을 포함하는 다중 홉핑 릴레이(multihop relay) 시스템에서는 앞선 4가지 코드에 이어서 P개의 코드가 RS 초기 레인징 용으로 사용되고, 이어서 Q개의 코드가 RS 전용 코드로 사용될 수 있다. 단말은 256개의 직교 코드 중에서 자신이 수행하는 레인징 목적에 따른 코드 집합(code set) 중에서 임의의 코드를 선택하여 사용한다. 레인징 코드는 레인징의 모드에 관계없이 144 데이터 부반송파를 통하여 전송될 수 있다. 레인징 코드는 레인징 전송을 위한 OFDMA 심볼 구조에서 하나 이 상의 OFDMA 심볼을 통하여 전송될 수 있다.

도 6은 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징 전송을 위한 OFDMA 심볼 구조의 일예를 나타낸다. 도 7은 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징 전송을 위한 OFDMA 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 6 및 7을 참조하면, 초기 레인징 전송과 핸드오버 레인징 전송은 2개의 연속된(consecutive) OFDMA 심볼 동안 수행될 수 있다. 각 OFDMA 심볼 동안 동일한 레인징 코드가 전송될 수 있다. 2개의 연속된 OFDMA 심볼 구조가 반복되어, 4개의 연속된 OFDMA 심볼 동안 초기 레인징 코드 또는 핸드오버 레인징 코드가 전송될 수 있다. 반복되는 2개의 OFDMA 심볼마다 다른 시퀀스들이 사용될 수 있다. 반복되는 2개의 OFDMA 심볼마다 순차적인 인덱스의 시퀀스들이 사용될 수 있다.

도 8은 주기적 레인징 또는 대역폭 요구 레인징 전송을 위한 OFDMA 심볼 구조의 일예를 나타낸다. 도 9는 주기적 레인징 또는 대역폭 요구 레인징 전송을 위한 OFDMA 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 8 및 9를 참조하면, 주기적 레인징 또는 대역폭 요구 레인징 전송은 하나의 OFDMA 심볼 동안 수행될 수 있다. 하나의 OFDMA 심볼 동안 주기적 레인징 코드 또는 대역폭 요청 레인징 코드가 전송될 수 있다. 이러한 구조가 3번 반복되어, 3개의 연속된 OFDM 심볼 동안 레인징 코드가 전송될 수 있다. 반복되는 3개의 OFDMA 심볼마다 다른 시퀀스들이 사용될 수 있다. 반복되는 3개의 OFDMA 심볼마다 순차적인 인덱스의 시퀀스들이 사용될 수 있다.

이러한 각 종류의 레인징 코드의 개수는 UCD(Uplink Channel Descriptor)를 통하여 브로드캐스팅(broadcasting)된다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. 각 레인징 종류에서의 백오프 윈도우 사이즈(backoff window size)에 대한 백오프 시작 및 끝에 대한 정보도 UCD에 나타낸다. UCD에는 이 외의 다양한 정보들이 포함될 수 있다.

레인징 채널의 종류 및 시간/주파수 영역에 대한 정보는 UL-MAP을 통하여 브로드캐스팅된다. UL-MAP은 상향링크 채널의 접속을 정의한다. 표 1은 UL-MAP 정보의 일예를 나타낸다.

UL-MAP에서 브로드캐스트되는 레인징 채널의 시간 및 주파수에 대한 정보는 매 프레임마다 전송되므로 큰 오버헤드가 될 수 있다. 특히, 주파수 영역에서 레인징 채널의 위치는 7 비트의 서브채널 오프셋(subchannel offset)으로 지시된다. 이에 따라, 레인징 채널을 주파수 영역에서 서브채널 단위로 제약없이 할당할 수 있으나 많은 시그널링 비트가 사용된다. 또한, 전체 주파수 대역의 모든 서브채널의 할당은 레인징 채널을 위하여 실제로 필요하지 않은 유동성이다. 따라서 제어 시그널링의 오버헤드를 줄이고 효율적으로 레인징 채널을 할당할 수 있는 방법이 필요하다.

도 10은 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당의 일예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 전체 시스템 대역폭(BW_system) 중에서 일부의 부반송파들이 제어신호 또는 사용자 데이터 전송을 위하여 사용될 수 있으며, 이를 유용 부반송파(used subcarrier)라 한다. 유용 부반송파를 포함하는 대역폭을 유용 대역폭(BW_used)이라 한다. 유용 대역폭은 PRU의 배수로 구성될 수 있다. 유용 대역폭은 PRU들을 서브밴드와 미니밴드로 나누는 PRU 파티셔닝 이전 또는 이후에 선택되는 연속적(consecutive) CRU들로 구성되는 국부적 대역폭을 나타낼 수 있다. 또는 유용 대역폭은 실제 시스템에서 사용되는 부반송파들이 차지하는 시스템 내의 유용 대역폭일 수도 있다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 DC 부반송파를 포함시키지 않았으나, 제안하는 제어 시그널링 방법은 이에 제한되지 않는다.

유용 대역폭 내에서 하나 이상의 레인징 채널이 할당될 수 있다. 레인징 채널의 주파수 영역에서의 위치는 자원할당 단위인 PRU 또는 서브채널 단위로 지시될 수 있다. 기지국은 PRU 또는 서브채널 단위로 레인징 채널의 시작 위치를 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 유용 대역폭이 9 PRU의 크기를 가지고, 하나의 레인징 채널은 주파수 영역으로 3 PRU의 크기를 가진다고 가정하자. PRU 인덱스 0이 브로드캐스팅되면 인덱스 0의 PRU부터 인덱스 2의 PRU까지 레인징 채널 #0이 할당된다. PRU 인덱스 4가 브로드캐스팅되면 인덱스 4의 PRU부터 인덱스 6의 PRU까지 레인징 채널 #1이 할당된다. 유용 대역폭 및 레인징 채널의 주파수/시간 영역의 크기는 제한되지 않는다.

PRU 단위로 레인징 채널의 주파수 영역에서의 시작 위치가 시그널링될 경우, 레인징 채널이 임의의 PRU에서부터 할당될 수 있으므로 레인징 채널의 할당에 제약이 크지 않다. 즉, PRU 인덱스 0~2, 1~3, 2~4, ..., 6~8의 PRU들이 레인징 채널로 할당될 수 있다. 그러나, PRU 인덱스를 알려주기 위한 시그널링 비트수가 많이 소요된다. 레인징 채널이 PRU 인덱스 0 내지 6으로 표현되는 경우 시그널링 비트수로 3 비트가 소요되고, PRU 인덱스 0 내지 8로 표현되는 경우 시그널링 비트수로 4 비트가 소요될 수 있다. 실제적으로, 인접한 셀/섹터 간의 간섭을 최소화하기 위해서는 동일한 주파수 대역에 레인징 채널을 할당하고 서로 다른 직교코드 세트를 사용한다. 그러므로 레인징 채널이 PRU 단위로 할당 가능한 모든 위치에 할당되도록 설계하는 것은 의미가 없을 수 있다. 레인징 채널의 할당에 제한을 두고 레인징 채널의 위치를 알려주기 위한 시그널링 비트수를 줄일 필요가 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시그널링 방법을 나타낸다.

도 11을 참조하면, 무선자원의 주파수 영역으로 PRU 인덱스가 부여된다(S310). 유용 대역폭은 PRU의 배수로 구성될 수 있으며, 유용 대역폭에 포함되는 PRU들에 PRU 인덱스가 부여될 수 있다. 유용 대역폭은 PRU 파티셔닝 이전 또는 이후에 선택되는 연속적 CRU들로 구성되는 국부적 대역폭을 나타내거나 실제 시스템에서 사용되는 부반송파들이 차지하는 시스템 내의 유용 대역폭일 수 있다.

무선자원의 주파수 영역으로 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스가 부여된다(S320). PRU 인덱스로 제어채널의 위치를 시그널링하는 경우에는 오버헤드가 커질 수 있다. 따라서, 미리 정해진 기본 자원단위를 이용하여 시그널링 비트수를 줄이는 제어 시그널링 방법을 사용한다. 제어 시그널링을 위한 기본 자원단위는 미니밴드의 주파수 영역의 크기 또는 서브밴드의 주파수 영역의 크기 또는 제어채널의 기본 주파수 영역의 할당 크기 등이 될 수 있다.

유용 대역폭에 포함되는 PRU들은 기본 자원단위로 그룹화(grouping)될 수 있다. 각 PRU 그룹에는 복수의 PRU들이 포함될 수 있으며, 각 PRU 그룹에 하나의 시그널링 인덱스가 부여된다. 즉, 하나의 시그널링 인덱스는 적어도 하나의 PRU를 포함하는 제어 시그널링을 위한 기본 자원단위 또는 PRU 그룹을 지시한다. 하나의 PRU 그룹에 포함되는 복수의 PRU는 주파수 영역으로 연속하거나, 특정 순열 방식에 따라 주파수 영역으로 분산될 수 있다.

시그널링 인덱스는 주파수 영역에서 제어채널의 위치를 지시하기 위한 인덱스를 의미한다. 시그널링 인덱스는 PRU보다 더 큰 범위의 자원영역을 지시하는 인덱스일 수 있다. 시그널링 인덱스는 PRU의 N배 단위로 부여될 수 있다(N>0인 정수). 시그널링 인덱스는 미니밴드 단위, 서브밴드 단위 또는 제어채널의 기본 주파수 영역의 크기 단위로 부여될 수 있다. PRU 인덱스가 무선자원 할당을 위해 인덱싱(indexing)된다고 할 때, 시그널링 인덱스는 복수의 PRU에 할당되는 채널의 제어 시그널링을 위해 재인덱싱(re-indexing) 또는 재넘버링(re-numbering)된다고 할 수 있다.

제어채널의 주파수 영역의 위치를 지시하는 시그널링 인덱스가 포함된 제어채널 정보가 전송된다(S330). 단말은 시그널링 인덱스를 수신하여 특정 제어채널의 주파수 영역의 위치를 알 수 있다.

한편, 도 4에서의 PRU 파티셔닝에 따라 뒤섞이는 PRU들은 서브밴드 또는 미니밴드의 주파수 영역의 크기 이상의 연속된 CRU들의 할당을 보장하지 못한다. 따라서 서브밴드의 주파수 영역의 크기 이상의 연속된 CRU들을 사용하는 제어채널을 할당하기 위해서는 PRU 파티셔닝 단계 이전에 주파수 영역으로 연속하는 특정 PRU들을 미리 CRU 용도로 미리 예비해 놓는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 전체 PRU들 중에서 어떤 PRU들이 예비되었는지 단말에게 알려줄 필요가 있다. 이때, 제안하는 방법에 따라 전체 PRU들에 대해 시그널링 인덱스를 부여하여 시그널링 인덱스로 예비된 PRU들을 단말에게 알려 줄 수 있다.

이와 같은 제어 시그널링 방법은 PRU 인덱스로 제어채널의 위치를 시그널링하는 방식에 비하여 전체 PRU의 개수 k를 제어 시그널링을 위한 기본 자원단위에 포함되는 PRU의 개수 N으로 나눈 값 k/N으로 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다(k, N>0인 정수)

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니밴드 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 12를 참조하면, 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스는 미니밴드의 주파수 영역의 크기를 기본 단위로 하여 부여될 수 있다. 미니밴드는 자원의 퍼뮤테이션의 가장 작은 단위로써 1 또는 2 PRU의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제어채널의 주파수 영역의 위치에 대한 제어 시그널링이 미니밴드의 크기보다 작은 단위로 이루어지는 것은 의미가 없을 수 있다. 미니밴드 단위로 시그널링 인덱스가 부여될 수 있다. 여기서는 미니밴드가 2 PRU의 크기를 가지는 것으로 가정한다.

시스템 대역폭이 5 MHz라고 할 때, 시스템 대역폭에는 24개의 PRU가 포함될 수 있다. PRU 인덱스를 이용하여 제어 시그널링이 수행되는 경우에는 24개의 PRU들에 대하여 5 비트의 시그널링 비트가 필요하다. 미니밴드 단위의 시그널링 인덱스를 이용하여 제어 시그널링이 수행되는 경우에는 12(=24/2)개의 미니밴드에 대하여 4 비트의 시그널링 비트가 사용된다. 시그널링 비트수가 줄어든다. 한편, 96개의 PRU들을 포함하는 20 MHz의 시스템 대역폭에서, PRU 인덱스를 이용하는 경우에는 7 비트의 시그널링 비트수가 필요하지만, 미니밴드 단위의 시그널링 인덱스를 이용하는 경우에는 시그널링 비트수가 6 비트로 줄어든다.

시그널링 비트수를 더욱 줄이기 위해서 전체 시그널링 인덱스 중에서 특정 위치의 시그널링 인덱스는 사용되지 않을 수 있다. 혹은 전체 주파수 영역이 아닌, 특정 주파수 영역에서만 시그널링 인덱스를 구성할 수 있다. 예를 들어, 시그널링 인덱스 8 내지 11에 해당하는 PRU들에는 제어채널이 할당되지 않을 수 있으며, 0 내지 7의 시그널링 인덱스만이 사용될 수 있다. 따라서 제어 시그널링을 위한 시그널링 비트수는 3 비트로 줄어든다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브밴드 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 13을 참조하면, 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스는 서브밴드의 주파수 영역의 크기를 기본 단위로 하여 부여될 수 있다. 시그널링 인덱스는 레인징 시그널을 전송하기 위하여 서브밴드와 관련있는 PRU들의 개수로 구성될 수 있다. 서브밴드와 관련있는 PRU들은 주파수 영역에서 인접한 CRU들일 수 있다. PRU 파티셔닝에서 주파수 영역으로 연속하는 4개의 PRU들로 구성되는 서브밴드가 존재한다. 하나의 제어채널이 서브밴드 이상의 크기로 구성되는 경우에는 서브밴드의 주파수 영역의 크기보다 작은 단위의 제어 시그널링은 의미가 없을 수 있다. 따라서, 서브밴드 단위로 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스가 부여될 수 있다. 레인징 시그널은 레인징 채널을 통하여 전송될 수 있으며, 시그널링 인덱스는 주파수 영역에서 레인징 시그널이 전송되는 레인징 채널의 위치를 지시할 수 있다. 또는 레이징 시그널은 복수의 레인징 채널들 중 하나의 레인징 채널을 통하여 전송될 수 있으며, 시그널링 인덱스는 레인징 시그널이 전송될 수 있는 복수의 레인징 채널들의 위치(예를 들어, 시작 위치)를 지시할 수 있다.

시스템 대역폭이 5 MHz라고 할 때, 시스템 대역폭에는 24개의 PRU들이 포함될 수 있으며, 서브밴드 단위의 시그널링 인덱스를 이용하여 제어 시그널링이 수행되는 경우에는 6(=24/4)개의 서브밴드에 대하여 3 비트의 시그널링 비트가 사용된다. PRU 단위의 제어 시그널링을 수행하는 경우에 비하여 시그널링 비트수가 2비트 줄어든다. 한편, 96개의 PRU들을 포함하는 20 MHz의 시스템 대역폭에서, 서브밴드 단위의 시그널링 인덱스를 이용하는 경우에는 시그널링 비트수가 5 비트로 줄어든다.

시그널링 비트수를 더욱 줄이기 위해서 전체 시그널링 인덱스 중에서 특정 위치의 시그널링 인덱스는 사용되지 않을 수 있다. 혹은 전체 주파수 영역이 아닌, 특정 주파수 영역에서만 시그널링 인덱스를 구성할 수 있다. 예를 들어, 시그널링 인덱스 4, 5에 해당하는 PRU들에는 제어채널이 할당되지 않을 수 있으며, 0 내지 3의 시그널링 인덱스만이 사용될 수 있다. 따라서 제어 시그널링을 위한 시그널링 비트수는 2 비트로 줄어든다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다. 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당단위가 6 PRU인 경우이다.

도 14를 참조하면, 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스는 제어채널의 주파수 영역의 할당 크기를 기본 단위로 하여 부여될 수 있다. 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 크기가 서브밴드의 주파수 영역의 크기보다 크고 일정하게 정해지는 경우에는 서브밴드 단위의 시그널링 인덱스를 이용하는 경우보다 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위를 이용하여 제어 시그널링을 수행함으로써 시그널링 비트수를 더욱 줄일 수 있다.

제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 크기가 6 PRU라고 가정한다. 5 MHz의 시스템 대역폭에는 24개의 PRU들이 포함될 수 있다. 이때, 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱스를 이용하여 제어 시그널링이 수행되는 경우에는 4(=24/6)개의 기본 자원단위에 대하여 2 비트의 시그널링 비트가 사용된다. PRU 단위의 제어 시그널링을 수행하는 경우에 비하여 시그널링 비트수가 3비트 줄어든다. 한편, 96개의 PRU들을 포함하는 20 MHz의 시스템 대역폭에서, 6 PRU의 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱스를 이용하는 경우에는 16(=96/6)개의 기본 자원단위에 대하여 4 비트의 시그널링 비트가 사용된다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다. 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당단위가 8 PRU인 경우이다.

도 15를 참조하면, 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 크기가 8 PRU라고 가정한다. 5 MHz의 시스템 대역폭에는 24개의 PRU들이 포함될 수 있다. 이때, 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱스를 이용하여 제어 시그널링이 수행되는 경우에는 3(=24/8)개의 기본 자원단위에 대하여 2 비트의 시그널링 비트가 사용된다. 96개의 PRU들을 포함하는 20 MHz의 시스템 대역폭에서, 8 PRU의 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱스를 이용하는 경우에는 12(=96/8)개의 기본 자원단위에 대하여 4 비트의 시그널링 비트가 사용된다. 시그널링 비트수를 더욱 줄이기 위해서 시그널링 인덱스 2에 해당하는 PRU들에는 제어채널이 할당되지 않을 수 있으며, 0 및 1의 시그널링 인덱스만이 사용될 수 있다. 따라서 제어 시그널링을 위한 시그널링 비트수는 1 비트로 줄어든다.

제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 크기를 단위로 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스가 부여되는 경우에 대하여 설명하였다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 주파수 영역에서 연속되는 물리적 자원의 최대 크기가 서브밴드의 주파수 영역의 크기와 같다. 따라서, 4 PRU 크기의 서브밴드를 고려하여, 제어채널의 주파수 영역의 크기는 서브밴드의 주파수 영역 크기의 정수배로 설정되거나, 제어 시그널링을 위한 기본 자원단위가 서브밴드의 주파수 영역 크기의 정수배로 설정될 수 있다. 제어채널의 주파수 영역의 크기가 서브밴드의 주파수 영역의 크기보다 크지 않다면, 추가적인 퍼뮤테이션 방식이 필요없이 도 4에서 설명한 방식을 그대로 재사용할 수 있다. 그러나, 제어채널의 주파수 영역의 크기가 서브밴드의 주파수 영역의 크기보다 큰 경우에는 추가적인 퍼뮤테이션 방식이 필요하다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당을 나타낸다.

도 16을 참조하면, 전체 시스템 대역폭은 레인징 채널을 할당하기 위한 고정된 크기의 자원들로 나뉘어질 수 있으며, 복수의 레인징 채널은 나뉘어진 자원들에 서로 겹치지 않게 할당될 수 있다. 레인징 채널에 대한 제어 시그널링은 나뉘어진 자원 단위로 수행될 수 있다. 레인징 채널의 주파수 영역의 크기가 N_p PRU와 같고, 전체 유용 부반송파들의 주파수 영역의 크기가 N_u PRU와 같다고 하자(N_p, N_u>0인 정수). 전체 시스템의 유용 대역폭에 해당하는 N_u를 레인징 채널의 주파수 영역의 크기 N_p로 나누어 나머지를 버림한 개수만큼이 제어 시그널링을 위한 자원들의 개수가 될 수 있다. 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

즉, 전체 시스템의 대역폭을 레인징 채널의 주파수 영역의 크기로 나누어 레인징 채널이 주파수 영역에서 서로 겹치지 않게 할당될 수 있는 자원 단위의 개수를 구할 수 있으며, 서로 겹치지 않는 레인징 채널에 대하여 제어 시그널링이 수행될 수 있다.

예를 들어, 전체 유용 부반송파들이 차지하는 유용 대역폭이 9 PRU의 주파수 영역의 크기와 같고, 하나의 레인징 채널은 3 PRU의 주파수 영역의 크기를 가진다고 하자. 유용 대역폭에는 3개의 레인징 채널이 할당될 수 있다. 3개의 레인징 채널의 시작 위치는 PRU 인덱스 0, 3, 6의 3가지로 시그널링될 수 있다. 레인징 채널이 임의의 PRU에 맵핑되는 경우에는 레인징 채널의 시작 위치는 PRU 인덱스 0 내지 8의 9가지로 시그널링되는 반면, 레인징 채널이 레인징 채널의 주파수 영역의 크기로 미리 정해진 자원에 맵핑되는 경우에는 레인징 채널의 시작 위치가 3가지로 시그널링되므로 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.

수학식 2는 레인징 채널을 통해 전송되는 레인징 신호를 나타낸다.

여기서, T_RCP는 레인징 사이클의 프리픽스(ranging cyclic prefix)의 길이, T_RP는 레인징 프리앰블의 길이를 나타내며, Δf는 데이터 부반송파의 주파수 간격(spacing), Δf_RP는 레인징 부반송파의 주파수 간격을 나타낸다. t는 레인징 채널이 시작되어 경과된 시간을 의미하고, β는 진폭의 스케일링 인자(amplitude scaling factor)를 나타낸다. ψ는 레인징 부반송파의 주파수 영역의 위치와 관련된 파라미터로서 수학식 3과 같이 표현된다.

k₀은 주파수 영역에서 N_p 단위의 레인징 채널의 시작 위치를 나타내고, P_sc는 1 PRU에서 연속하는 부반송파들의 수를 나타낸 것으로, 18과 같을 수 있다. K는 레인징 프리앰블과 상향링크 데이터 전송 간의 부반송파의 주파수 간격(spacing)의 차이며, K= Δf/Δf_RP로 표현된다. φ는 레인징의 물리적 자원블록에서 레인징 프리앰블의 주파수 영역의 위치를 결정하는 고정된 오프셋이다.

ζ(t)는 주파수 영역에서 DC 데이터 부반송파의 위치에 관련된 파라미터로서, 수학식 4와 같이 표현된다.

이와 같이, 레인징 채널의 주파수 영역의 위치는 N_p 단위의 k₀에 의해 결정된다. N_p는 하나의 레인징 채널 또는 레인징 신호가 차지하는 PRU의 크기를 의미한다. 즉, k₀의 단위는 레인징 채널이 차지하는 대역폭을 나타내고, k₀ 값에 의해 그 주파수 영역의 위치가 정해진다. 레인징 신호의 주파수 영역의 위치는 항상 시스템의 유용 대역폭을 N_p·P_sc로 나눈 단위 중 하나로 선택될 수 있다.

서브밴드가 기본 자원단위로 사용되는 경우에는 k₀의 단위를 N_p 대신 N_l로 사용할 수 있다. N_l은 서브밴드의 주파수 영역의 크기를 의미한다. N_l은 4 PRU의 크기를 가질 수 있다. 즉, 레인징 신호의 주파수 영역의 시작 위치는 항상 시스템의 유용 대역폭을 N_l·P_sc로 나눈 단위 중 하나로 선택될 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당을 나타낸다.

도 17을 참조하면, 레인징 채널은 유용 대역폭의 시작 PRU에서 특정 오프셋 이후에 할당될 수 있다. 따라서, 레인징 채널의 제어 시그널링을 위한 시그널링 인덱스는 유용 대역폭의 시작 PRU에서 특정 오프셋 이후에 부여될 수 있다.

예를 들어, 유용 대역폭의 양 끝에 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당될 수 있다. 레인징 채널은 PUCCH가 할당된 PRU를 제외한 대역폭 내에서 할당될 수 있다. 유용 대역폭의 양 끝의 인덱스 0 및 8의 PRU가 PUCCH로 할당되면, 레인징 채널은 인덱스 1의 PRU부터 할당된다. 이 경우, 레인징 채널이 주파수 영역 에서 서로 겹치지 않게 할당될 수 있는 자원 단위는 2개가 되고, 레인징 채널의 시작 위치는 PRU 인덱스 1 또는 4의 2가지로 시그널링될 수 있다. 레인징 채널을 위한 제어 시그널링은 2가지 중 어느 것인지를 지시하는 것으로 수행될 수 있다.

이러한 주파수 오프셋은 시스템의 간단한 운영을 위하여 고정될 수 있고, 또는 다양한 제어채널을 고려하여 유연하게 변경될 수도 있다. 주파수 오프셋 자체가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, PUCCH에 할당되는 자원의 크기에 따라 레인징 채널의 할당이 시작되는 위치가 주어지는 주파수 오프셋에 따라 가변적일 수 있다. 주파수 오프셋은 레인징 신호에 대한 수학식 2 내지 4에서 k₀에 단순히 더하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 주파수 오프셋이 1 PRU의 크기를 가진다면, k₀+1이 적용된다.

한편, 레인징 채널의 시작 위치는 미리 정의된 위치를 사용하여 시그널링될 수 있다. 즉, 레인징 채널의 시작 위치는 표 형태로 정의되어 직접 시그널링되거나, 시그널링되는 다른 정보로부터 묵시적으로 지시될 수 있다. 또한, 하나의 고정된 위치만이 레인징 채널의 시작 위치로 사용되는 경우에는 레인징 채널의 시작 위치는 시그널링되지 않을 수 있다. 예를 들어, 각 셀의 유용 대역폭 내에서 낮은 주파수 또는 높은 주파수의 어느 한쪽 끝의 PRU부터 레인징 채널이 할당된다고 미리 정의될 수 있으며, 레인징 채널의 주파수 영역의 시작 위치는 별도로 시그널링되지 않을 수 있다. 이때, 기지국은 레인징 채널이 위치하는 프레임 또는 서브프레임 등의 시간 영역의 위치와 주파수 영역에서 레인징 채널의 개수만을 브 로드캐스팅할 수 있다. 단말은 미리 정의된 주파수 영역의 위치에서 레인징 채널이 있음을 알 수 있다. 또 다른 예로, 각 셀에서 FFR(frequency fractional reuse)에 의해 나누어지는 주파수 자원 영역 내에서 낮은 주파수 또는 높은 주파수의 어느 한쪽 끝의 PRU부터 레인징 채널이 할당된다고 미리 정의될 수 있다. 레인징 채널의 주파수 영역의 시작 위치는 별도로 시그널링되지 않을 수 있으며, 기지국은 레인징 채널이 위치하는 프레임 또는 서브프레임 등의 시간 영역의 위치와 주파수 영역에서 레인징 채널의 개수만을 브로드캐스팅할 수 있다.

이상, 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당이 시작되는 위치를 시그널링하는 방법에 대하여 설명하였다. 이는 레인징 채널이 주파수 영역 뿐만 아니라 시간 영역에서 복수개로 할당되는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널의 주파수 영역의 시작 위치와 함께 시간 영역 및/또는 주파수 영역에서 레인징 채널의 개수가 시그널링될 수 있다. 이러한 제어정보를 수신한 단말은 레인징 채널의 주파수 영역의 시작 위치에서부터 시간 영역 및/또는 주파수 영역으로 복수개의 레인징 채널이 있음을 알 수 있으며 레인징 과정을 수행할 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 3은 프레임 구조의 일예를 나타낸다.

도 4는 물리적 자원유닛의 맵핑의 일예를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어정보 전송방법을 나타낸다.

도 6은 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징 전송을 위한 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 7은 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징 전송을 위한 OFDM 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 8은 주기적 레인징 또는 대역폭 요구 레인징 전송을 위한 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 9는 주기적 레인징 또는 대역폭 요구 레인징 전송을 위한 OFDM 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 10은 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당의 일예를 나타낸다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시그널링 방법을 나타낸다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니밴드 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브밴드 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어채널의 주파수 영역의 기본 할당 단위의 시그널링 인덱싱을 나타낸다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당을 나타낸다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역에서 레인징 채널의 할당을 나타낸다.

Claims (13)

1. 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법에 있어서,

   주파수 영역에서 레인징 시그널(ranging signal)의 위치를 지시하는 인덱스(index)를 이용하며, 상기 인덱스는 상기 레인징 시그널을 전송하기 위하여 서브밴드(subband)와 관련있는 PRU(physical resource unit)들의 개수로 구성되는 단계; 및

   상기 구성된 인덱스를 이용하여 상기 레인징 시그널을 전송하는 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 서브밴드와 관련있는 PRU들의 개수는 4개인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 서브밴드와 관련있는 PRU들은 주파수 영역에서 인접한(adjacent) CRU(contiguous resource unit)들인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 인덱스를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 레인징 시그널은 레인징 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
6. 제5 항에 있어서, 상기 인덱스는 주파수 영역에서 상기 레인징 시그널이 전송되는 상기 레인징 채널의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
7. 제1 항에 있어서, 상기 레인징 시그널은 복수의 레인징 채널들 중 하나의 레인징 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
8. 제7 항에 있어서, 상기 인덱스는 주파수 영역에서 상기 레인징 시그널이 전송될 수 있는 상기 복수의 레인징 채널들의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
9. 제8 항에 있어서, 상기 인덱스는 상기 복수의 레인징 채널들의 시작 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
10. 제1 항에 있어서, 상기 PRU는 주파수 영역으로 연속하는 18개의 부반송파를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
11. 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법에 있어서,

    시스템의 대역폭에 포함되는 전체 또는 일부 PRU들은 주파수 영역으로 복수의 PRU들을 포함하는 PRU 그룹들로 그룹화되고, 각 PRU 그룹에 시그널링 인덱스를 부여하는 단계; 및

    상기 PRU 그룹들 중에서 제어신호를 전송하기 위한 제어채널이 할당되는 PRU 그룹의 시그널링 인덱스를 전송하는 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
12. 제11 항에 있어서, 상기 전체 PRU들이 주파수 영역에서 연속하는 CRU(contiguous resource unit) 또는 분산되는 DRU(distributed resource unit)로 나뉘는 PRU 파티셔닝(partitioning) 방법에 따라 형성되는 서브밴드에 포함되는 주파수 영역에서 연속하는 PRU들의 개수 단위로 상기 PRU 그룹들이 그룹화되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.
13. 제11 항에 있어서, 상기 제어신호는 레인징 신호인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 제어 시그널링 방법.

Images